COMPORTAMIENTO DEL HORMIGÓN SEGÚN LA TEMPERATURA. HORMIGONADO EN TIEMPO CALUROSO

Comportamiento del hormigón según la temperatura

La curva de endurecimiento o resistencia-tiempo de un hormigón dependen de diversos factores, mencionamos entre otros la temperatura y humedad relativa ambiental, la dosificación, el tipo de cemento, la relación A/C y la temperatura de los distintos componentes.

Para poder establecer unos diagramas comparativos vamos a fijar en lo sucesivo una definición, un tanto aleatoria, del hormigón fresco, diciendo que se encuentra en este estado durante el tiempo transcurrido desde que se amasa, hasta que tras la puesta en obra, fraguado y endurecido, llega a obtener las características propias de un hormigón idéntico al nuestro en cuanto a materiales y dosificación, pero que tiene una edad de 28 días y has sido curado a 20ºC.

En la mayor parte de los cementos corrientes el fraguado y endurecimiento prácticamente se para hacia los 2ºC, ahora bien, si se ha completado el proceso de fraguado y primer endurecimiento de tal forma que el hormigón resista la acción helada el proceso de endurecimiento volverá a ponerse en marcha desde el momento en que aumente la temperatura por encima de 0º C. Esto justifica que las heladas sean más perjudiciales cuanto más cerca se produzca de la puesta en obra del hormigón.

Con altas temperaturas el fenómeno es a la inversa, acelerándose el proceso de fraguado y endurecimiento acompañado de una fuerte evaporación del agua que, en condiciones extremad de soleamiento y viento, pueden restar la necesaria para completar el proceso, además, de encontrarnos con un mayor peligro de fisuración por retracción, afectando a la durabilidad del hormigón.

 

Curado del hormigón.

El cemento es un conglomerado hidráulico y por lo tanto de fraguado y endurecimiento en presencia de agua y por el agua. Pero no es el único elemento catalizador de las reacciones químicas y fenómenos de hidratación del fraguado. La humedad relativa y la temperatura son también elementos catalizadores del proceso de fraguado y endurecimiento.

En realidad, la cantidad de agua necesaria para la hidratación del cemento es baja, bastando con relaciones A/C de 0,15 a 0,25, inferiores a las normales empleadas en el amasado del un hormigón; pero este exceso de agua, necesario para la trabajabilidad de la mezcla disminuye por:

a)     La necesidad de mojar los áridos.

b)     El efecto de una baja humedad relativa.

c)     Una temperatura ambiente superior a la masa del hormigón.

d)     Una superficie expuesta a una combinación de viento seco y temperatura calurosa.

e)     Combinación de las anteriores.

 

Hormigonado en tiempo caluroso.

Se refiere al hormigonado frente a una combinación de alta temperatura y baja humedad relativa, que puede ser aún más desfavorable si se une a la acción del viento. Concretamente el hormigonado no debe realizarse por encima de los 35º o 40º de temperatura ambiente.

Efectos del tiempo caluroso:

  • Incrementos en la dosificación de agua para la misma consistencia.
  • Variaciones rápidas de la misma por la acelerada evaporación del agua de amasado.
  • Fraguado acelerado.
  • Por lo anterior, dificultades para la puesta en obra, acabado y curado.
  • Incrementos de la retracción en las primeras edades.
  • Mayores cambios dimensionales durante el enfriamiento del hormigón endurecido.
  • Dificultades en el control de aire ocluido.
  • Mayor tendencia a la fisuración y afogarado.
  • Disminución de la resistencia por aparición de huecos capilares debido a la evaporización.
  • Aumento de la permeabilidad.
  • De todo lo anterior, disminución de la durabilidad.

Preparativos en tiempo caluroso.

Puesta en obra:

  • Utilizar durante el amasado agua fría o con trozos de hielo.
  • Puesta en obra rápida
  • Juntas de trabajo localizadas y preparadas.
  • Hormigoneras, tuberías, áridos y equipos fuera del efecto de las radiaciones solares.
  • Comenzar el hormigonado a media tarde.

Para el curado:

  • Tejadillos móviles.
  • Hojas de plástico.
  • Esteras de paja permanentemente húmedas.
  • Capas de arena permanentemente húmedas.
  • Inmersión en agua, típico de la prefabricación junto con el curado al vapor.
  • Películas de curado a base de resinas.
  • Utilizar preferentemente el encofrado de madera sobre el metálico y regarlos sin permitir su secado.
  • Regado continuo de la superficie del hormigón.

 Curado por aportación de humedad mediante riego del hormigón.

En climas secos y calurosos podemos establecer las siguientes hipótesis entre la temperatura ambiente y la del hormigón, comprobándolas para una mayor seguridad mediante lecturas diarias.

Al reinicio de las obas por la mañana la temperatura del hormigón  es inferior a la del aire, pese al enfriamiento de éste durante las horas nocturnas. Si se dan estas condiciones y al hormigón lo mantenemos en un ambiente saturado de humedad por riego de su superficie, el agua rellenará muy bien sus poros y capilares, actuando profundamente en su masa.

Durante las horas de mayor soleamiento podemos suponer dos casos:

a)     La temperatura del aire es superior a la del hormigón

b)     La temperatura del aire es inferior a la del hormigón.

La diferencia entre ambos supuestos estriba en la mayor penetración de la humedad en la masa del hormigón para el caso a), sin embargo, el factor predominante en ambos, es la poca duración de este por la rápida evaporación debida a la alta temperatura ambiente y del conglomerante.

Al atardecer el descenso de la temperatura ambiente, es más rápido que el enfriamiento del hormigón, por lo que éste, suele estar más caliente. En un ambiente saturado de humedad del hormigón absorberá peor el agua, pero su efecto le durará más tiempo.

 

Fuente: Universidad de Extremadura

HORMIGÓN A PARTIR DE CENIZAS DE OLIVOS

Investigadores de la Universidad de Granada han conseguido fabricar un hormigón autocompactante a partir de cenizas procedentes de la combustión de pellets fabricados con restos de poda del olivar. Este tipo de hormigón, por su plasticidad y cohesión, no requiere compactación alguna durante su uso en la construcción, y presenta enormes ventajas respecto de los hormigones convencionales, que se traducen en un considerable ahorro de tiempo y económico.

En un artículo publicado en la revista Construction and Building Materials, los científicos muestran los resultados preliminares del uso de las cenizas volantes procedentes de la combustión, en calderas domésticas, de pellets elaborados con residuos procedentes de biomasa de olivo, como sustituto del fíller, en la fabricación de hormigón autocompactante. Este hormigón presenta una resistencia a compresión ligeramente superior a los del hormigón tradicional, y superiores al mínimo establecido por el Real Decreto 1247/2008, de 18 de julio, por el que se aprueba la “Instrucción de hormigón estructural”.

Tradicionalmente, para conseguir un hormigón autocompactante se requiere el empleo, junto a los tradicionales áridos, agua y cemento, de un material granular inerte de fina granulometría, llamado filler y de un aditivo superplastificante que mejore la fluidez del hormigón en estado fresco.

investigcenizas

Como explica la autora principal de este trabajo, la profesora Montserrat Zamorano Toro, del departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Granada, desde la aprobación de las políticas europeas y españolas para el fomento del uso de energías renovables, ha tenido lugar un creciente uso de la energía de la biomasa en diferentes ámbitos, con importantes ventajas medioambientales.

El problema de las cenizas

“Sin embargo su combustión implica, en contrapartida, la producción de subproductos de la combustión de biomasa, las cenizas, que deben ser gestionadas atendiendo a los principios básicos de la gestión de residuos establecidos por la legislación europea (Directiva 98/2008/CE) y española (Ley 22/2011, de 28 de julio, de residuos y suelos contaminados)”. En la actualidad, estas cenizas se eliminan en vertederos o se utilizan en la agricultura. Con todo, el incremento en su producción hace necesario buscar otras alternativas, entre las que se encuentran su aplicación en el sector de la construcción.

El uso de cenizas volantes en el sector de la construcción, obtenidas como residuo de la combustión de carbón en las centrales térmoeléctricas, está suficientemente demostrado e incluso normalizado. No ocurre lo mismo con el de las cenizas de la biomasa del olivo, objeto de este estudio, cuyas características químicas y físicas mostraron unos resultados muy diferentes a los contrastados en las cenizas tradicionales (fundamentalmente, debido a su inactividad durante los procesos de fraguado del cemento y a que son más finas).

Zamorano Toro advierte que, a la luz de los resultados de este trabajo, “la utilización de cenizas volantes de biomasa como fíller en hormigón autocompactante es factible”, si bien es necesario realizar un estudio a mayor escala y con un alcance más amplio para garantizar la fabricación de hormigón de alta calidad.

El artículo completo puede consultarse “on line” en el siguiente enlace: http://sl.ugr.es/03Hx

Fuente: http://secretariageneral.ugr.es/pages/tablon/*/noticias-canal-ugr/fabrican-un-hormigon-mas-efectivo-y-barato-a-partir-de-cenizas-procedentes-de-la-combustion-de-biomasa-de-olivo#.UXf8opUTaGg

 

PRESAS. TIPOLOGÍA

Una presa es una construcción que tiene por objeto contener el agua de un cauce natural con dos fines:

  • Elevar su nivel para que pueda derivarse por una conducción
  • Formar un depósito que, al retener los excedentes, permita suministrar el líquido en los momentos de escasez.

La función mecánica esencial de una presa es elevar el nivel natural del río, sea para conseguir ese fin estricto o para obtener una capacidad de almacenamiento.

La evacuación de los caudales excedentes es, pues, invevitable, pero presenta una característica: como los sobrantes no se presentan repartidos en un largo periodo sino por efecto de avenidas de duración relativamente corta con caudales muy grandes, la evacuación de éstos plantea problemas de gran consideración por la envergadura de los caudales, unida a la circunstancia de que la elevación producidad por la presa crea en el cauce una energía debida al desnivel, que ha de amortiguarse de alguna forma.

Los órganos destinados a la evacuación de caudales sobrantes se llaman aliviaderos y pueden se de varios tipos, según su situación:

  • Aliviaderos de superficie
  • Aliviaderos de fondo
  • Desagües de fondo

Los primeros suelen ser los aliviaderos propiamente tales en cuanto a avenidas. Los desagües de fondo rara vez sirven para aliviar avenidad, pero son fundamentales para permitir descender el niel del embalse por debajo de las tomas de agua para su revisión; o para bajar rápidamente ese nivel cuadno hay algún defecto, consiguiendo una importante disminución del empuje hidrostático.

Los caudales a evacuar suelen ser moderados en los desagües de fondo, bastante mayores en los de medio fondo, y muy grandes en los de superficie.

La envergadura de esos caudales, unida a la necesidad de amortiguar una energía varias decenas de veces superior a al normal que general o podría generar el salto creado por la presa, hace ver la gran importancia que tiene el problema del aliviadero.

Siendo la presa una estructura hidráulica, los distintos tipos posibles responden a las variadas formas de lograr las dos exigencias funcionales:

  • Resistir el empuje del agua.
  • Evacuar los caudales sobrantes.

En cada caso, la importancia relativa de estas dos premisas, junto con las condiciones naturales del terreno y las exigencias del uso del agua, dan una serie de condicionanete que llevan a la elección de un tipo de presa como más adecuado.

En cuanto a la situación del aliviadero, éste puede estar:

  • sobre la misma presa (presas vertederos)
  • separado de ella

En el primer caso, la estructura está directamente condicionada por el aliviadero. En el segundo, la estructura puede proyectarse con total independencia de aquel.

Respecto a la forma de resistir el empuje hidrostático, las presas pueden ser:

  • De gravedad, cuando el peso de la presa es notable y sirve para , al componerse con el empuje, dar un resultante adecuada y francamente interior a la base de la presa.

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  • En arco, utilizando una forma curva para la presa, al objeto de transmitir el empuje al terreno en dirección e intensidad adecuadas.

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Las presas de gravedad pueden ser, a su vez, macizas o aligeradas. El nombre de la primeras es suficientemente expresivo. Las segundas pretenden emplear menos material, disponiéndolo más adecuadamente. El aligeramiento puede consistir en galerías horizontales, o más frecuentemente, huecos verticales, quedando constituida la presa por una serie de contrafuertes resistentes.

Las presas arco pueden tener curvatura solo horizontal o doble curvatura. Estas se llaman presas bóvedas o cúpula.

Hay un tipo mixto, llamado de bóveda múltiples, constituido por una serie de contrafuertes que resisten por gravedad el empuje hidrostático que les transmiten una bóveda en contacto directo con el agua.

También hay un tipo intermedio entre las presas arco y las de gravedad, que se llama arco-gravedad. En éste, la acción de la curvatura es insuficiente para resistir el empuje y ay que dar a la presa un cierto peso para que compense ese defecto.

En atención al material empleado, se clasifican en:

  • presas de fábrica
  • presas de materiales sueltos.

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Hoy en día, las presas de fábrica son casi exclusivamente de hormigón. La mampostería ha quedado abolida por su gran carestía y por su menor seguridad y lentitud de construcción.

La subclasificación de las presas de materiales sueltos se hace atendiendo a la posición de la pantalla impermeabilizadora, que pude ser interior o aguas arriba; a su vez, esta pantalla puede ser de tierra, bituminosa o de hormigón armado, siendo la más usada la primera por ser más homogénea con el resto de la estructura.